泰勒反应器中流体的停留时间分布研究
2012-09-11周广亮王文俊卜志扬李伯耿
化学反应工程与工艺 2012年3期
周广亮,董 杰,王文俊,卜志扬,李伯耿
(浙江大学化学工程与生物工程学系,化学工程联合国家重点实验室,浙江 杭州 310027)
泰勒反应器中流体的停留时间分布研究
周广亮,董 杰,王文俊,卜志扬,李伯耿
(浙江大学化学工程与生物工程学系,化学工程联合国家重点实验室,浙江 杭州 310027)
采用脉冲示踪法,实验考察了泰勒反应器结构参数、操作参数和物料粘度对其停留时间分布的影响规律,发现泰勒反应器中物料的混合程度随泰勒数(Ta)的增大而增大、轴向雷诺数(Reax)的增大而减弱。进一步采用多级混合模型,将泰勒反应器的当量全混釜数(N)与反应器结构参数、泰勒数和轴向雷诺数相关联,提出了一个N的测算公式。在实验考察的范围(Ta=280~3 230; Reax=0.89~6.78)内,由该式计算的N值与实验值很好地相符,具有广泛的适用性。
泰勒反应器 停留时间分布 当量全混釜数
泰勒反应器是一种由内外同轴双圆筒组成的连续反应器,它通过内外筒的相对旋转(一般为内筒转动而外筒固定)而使环隙中的物料被搅动,并与连续的进出料相叠加,使反应器内的物料出现Taylor涡流、Couette流和Poiseuille流的组合。Andereck等[1]曾系统地总结了泰勒反应器中物料的流型。Giordano等[2,3]则深入研究了该类反应器的传质特性与停留时间分布,发现增加内筒的转速,即可将物料的停留时间分布(RTD)从典型的平推流改变为全混流。同时,泰勒反应器具有传热面大、剪切力(对物料破环)小、粘壁少等优点,因而在生物化学、酶催化化学、医学、光催化化学及聚合反应等领域有良好的应用前景[1,4-8]。……
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